當你抓起一只雞時,無論如何晃動它的身子,雞頭總能保持在原來的位置,非常穩定。無論是定點、隨行,還是自主運動,雞頭的穩定性完全不輸先進科技。那么,雞頭為什么這么穩?其他鳥類的頭也能這么穩嗎?
鳥類天賦異稟
雞頭的穩定性主要體現在兩個方面:第一,當身體固定在某個位置時,無論如何晃動它,雞的頭部總是趨向固定在空間中的某一點;第二,假如為雞戴上便攜式攝像頭,放它自由行走,就會發現拍攝的畫面相對穩定。
雞頭能夠擁有這樣的異能,從身體構造角度來說,首先要感謝靈活的脖子。鳥類的頸椎骨普遍有13節或14節,有些鳥類甚至擁有25節頸椎骨(如天鵝),遠超人類(7節)在內的大部分哺乳類動物。這也讓鳥類的頭部可以在以最后一節頸椎為球心、以脖子長度為半徑的球內自由活動。不少鳥類的頭部甚至可以旋轉接近180°。
其實,雞的這種行為本質上只是為了看清周圍的景物,或者說是一種為了看清景物而顯露的本能。詳細來說,雞和絕大部分鳥類一樣,眼球體積占頭部體積的比例較高,視覺系統發達,不僅視力不差,大腦中處理與視覺有關信號的腦區面積也很大。不過,鳥類的眼睛在眼眶內的活動范圍非常受限,所以在大部分情況下,鳥類想要以最佳視野看清面前移動的物體,只能通過扭轉脖子,而非轉動眼球。
雞伸脖子走路是視覺增強手段
雞頭戴式攝像頭拍攝的畫面顯示,雞在走路過程中拍到的畫面也相當穩定,至少是遠超人類無云臺情況下手持攝像設備的水平。其實,如果留意過雞或者鴿子的走路姿勢,你會發現,它們并不是一直保持著上身和脖子不動,然后朝前邁步,而是脖子在不斷地伸縮。
這種獨特的步行姿態,就是雞頭戴式攝像頭在運動狀態下也能保證畫面穩定的原因,這背后仍然與雞的視覺形成機理密切相關。雞之所以采取脖子不斷前后運動的步行姿態,就是為了更好地看清周圍的景物,或者說是為了讓看清周圍景物的時間盡量長,看不清的時間盡量短。從動物行為學的角度來說,這種行為的深層原因,是在消耗能量最低的前提下,盡量保證時間足夠長的最佳視野。一旦視野已經很好或者什么也看不到的時候,雞就沒有必要采取這樣的步態了。
其他鳥類的脖子能變成“云臺”嗎
除了雞,鳥類都會利用脖子作為“云臺”嗎?是,也不是。
頭部靜止時利用脖子作為“云臺”補償身體的動作是鳥類共通的行為,但雞的步態并非所有鳥類都會采取,其背后是深邃的科學原理。實際上,不光是雞,所有鳥類都會或多或少表現出這樣的行為。例如風中樹枝上站立的翠鳥,雖然樹枝不停晃動,但翠鳥的頭巋然不動。
從進化的角度,應該如何理解鳥類的這一習性呢?鳥類天生是適應于飛翔的群體,飛翔需要盡可能輕的體重和盡可能流線型的身體。因此,一個像河馬一樣比例的巨大頭顱顯然不符合飛翔的動力學要求。同時,飛翔需要不差的視力,所以鳥類的視覺都相對發達,眼睛占據頭部的空間不小。但這種“高配大眼”必然需要大量的眼球肌肉以及足夠的空間布局進行支撐。對鳥類而言,且不說較小的頭部無處安放這樣的豪華配置,突出的眼眶和眼球也會在飛行過程中形成更多阻力。
此外,鳥類還擁有非常發達的鞏膜環,這是一組圍繞在眼周的硬質結構,它們像鎧甲一樣保護著眼球。鳥類在飛行過程中風壓的影響,眼球會有一定的變形,而鞏膜環的存在可以使鳥類眼球維持原本的形狀,從而更好地確保飛行中的視力。不過,這副“鎧甲”的存在也進一步降低了鳥類眼球的靈活性。
因此,鳥類的眼睛構造雖發達,但集成度和特化度太高,導致必須在其他方面減配。于是,鳥類的脖子便越來越靈活,以此抵消眼球本身不善運動的損失。
(摘自《重慶科技報》2022年8月25日,旺仔糖薦)